裂缝控制论文范文

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第1篇

在混凝土楼板的浇筑过程中，由于施工人员的长时间振捣，结果使混凝土中的石子﹑骨料下沉，浆体上浮，造成作业面砂浆层。这就使它的干缩性能增大，等到水分蒸发后，混凝土失去水分而变得更加干燥，从而使毛细孔收缩或沉缩引起了混凝土楼板的龟裂。（1）由于在施工中各工种操作人员没有相互配合，人为地将楼板钢筋的成品（板面负筋）踏坏﹑压弯，出现了支座的负弯矩，在浇筑混凝土后便出现了板面裂缝。（2）在施工中由于要提前预埋线管，而且加上预埋线管外表光滑，混凝土经过振捣，石子滑落，水泥砂浆浮于预埋线管上层，这就会使混凝土楼板沿管线预埋方向产生干缩裂缝。（3）施工方为了赶超进度，节约替换模板和支撑系统，当混凝土没有达到规定的强度标准时，操作人员就过早地将模板拆除；或者在混凝土还没有完全终凝后，就在上面加压重荷，甚至上人作业等。这都会使混凝土楼板的弹性发生变性，破坏混凝土楼板结构，从而出现裂缝。（4）混凝土浇筑后，还有大量的水化热量得不到散发，在内部就产生了温度应力。由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝，这就给施工后的养护带来了难度。如果在楼板养护时没有采取覆盖或覆盖措施不到位，养护时间不够，也会使楼板产生裂缝。

因此，民居工程的施工中应从以下几方面来控制商品混凝土楼板裂缝的发生。施工方要选择有资质的商品混凝土生产厂家，根据混凝土强度等级﹑和易性及实验室配合比的要求，确定各种标号混凝土配合比，严格按照配合比控制水灰比和水泥用量；选择级配良好的石子，减少孔隙率以减少收缩量；严格控制砂子的含泥量﹑泥块含量，采用中粗砂，避免使用过量粉砂。同时，要求严格审查出厂合格证及设计配合比报告，严格控制混凝土的坍落度，以便提高它的抗裂性能。

先进合理的施工技术和方法，不仅能降低建筑成本，提高工作效率，还能有效控制混凝土楼板的裂缝。（1）梁、柱浇筑完成后，制定混凝土楼板施工方案，并对楼板模板支撑系统编制专项施工方案。要求模板及支撑系统除满足强度要求外，还必须有足够的刚度和稳定性；而且根据工期要求要准备充足的模板，以确保按标准﹑按要求拆除模板。梁、板、柱宜采用同一标号混凝土。（2）混凝土浇筑前，应将模板用水浇湿润，避免模板干燥而吸收水分。同时，要严格控制振捣时间，以防止混凝土产生不均匀沉降收缩，使楼板出现裂缝。（3）现浇楼板中的预埋线管必须布置在底部钢筋网片之上，交叉布线处可采用接线盒集中钢筋网带，严禁将水管水平埋设在现浇混凝土楼板中；而且在埋管集中的地方，切不可管与管紧密相列，要留有适当的间距。（4）现浇混凝土楼板浇筑完毕后，应在12h内进行覆盖并作保湿养护，12h后应浇水养护，养护时间不得少于1个星期。对于掺用缓凝型外加剂的混凝土，养护时间不得少于2个星期。同时，对于已浇筑完毕的混凝土楼板，严格禁止人或重物加荷其上，以防止浇筑混凝土楼板结构的人为破坏，从而导致裂缝的出现。综上所述，混凝土楼板裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低居民楼层与层之间的抗渗能力，影响居民的正常生活，还会降低楼板的耐久性，影响整个居民楼的使用寿命。因此，建筑施工单位必须严格加强混凝土原材料的质量控制、混凝土生产质量控制和现浇混凝土楼板施工质量管理，民居工程中混凝土楼板的裂缝就能得到有效的控制。

本文作者：柴燕仑工作单位：大同煤矿集团公司企划部

第2篇

1.1水泥品种的优选

优先选用C3A含量低的中、低热的普通水泥或复合、矿渣水泥等,除冬期施工外,不宜选早强型水泥;也不宜采用火山灰水泥,因火山灰水泥需水量大,易泌水。

水泥等级和混凝土等级应相匹配,一般C25以下混凝土宜选32.5级水泥,C30以上混凝土宜选42.5级水泥,但水泥品种不能混用,不同产家、不同品种即是同一水泥等级也不能混用,同厂家、同品种不同批号的水泥原则上也不能混用。因不同厂、不同品种虽说强度等级相同,但其中所含的矿物成分不同,水泥掺合料不同,所产生的水化热亦不同,其收缩、变形、凝结时间等不同,水化时反映了各自水泥的水化个性,所以不能混用,如果混用:(1)可能造成收缩、变形不同,而影响结构的耐久性;(2)凝结时间、需水量、水化速度不同,所产生的混凝土强度不同,将使混用后的混凝土强度降低5%—20%,(3)由于收缩变形不同,产生裂缝隐患存在。不同水泥应分别使用,只能待上一品种水泥产生一定强度后,才可向其上面浇筑其他品种、等级的水泥。在保证混凝土强度的前提下,商品混凝土的水泥用量,应降低到最低程度。

1.2细骨料

细骨料宜采用中、粗砂。泵送砼宜采用中砂并靠上限,0.315mm筛孔筛余量不应少于15%。实践证明,采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂,可减少用水量20kg/m3—25kg/m3,可降低水泥用量28kg/m3—35kg/m3,因而降低了水泥水化热、降低了混凝土温升和收缩。细骨料的含泥量不超过3%,泥块含量不得大于1%。其他质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。

为保证混凝土的流动性、粘聚性和保水性,以便于运输、泵送和浇筑,泵送混凝土的砂率要比普通流动性混凝土增大约6%,为38%—45%。但是砂率过大,不仅会影响混凝土的工作度和强度,而且能增大收缩和裂缝。

1.3粗骨料是混凝土的重要组成

它在混凝土中主要起到骨架的作用,并且对胶凝材料的收缩具有一定抵抗作用。集料的级配越好,所组成的混凝土骨架越稳定,抵抗变形能力越好。同时,集料的级配越好,能降低混凝土中单方水和水泥的用量,降低混凝土的收缩。此外,粗骨料的含泥量、泥块含量对混凝土的收缩也有很大的影响。

1.4砂

采用中、粗砂,细度模数必须控制在2.3以上,含泥量控制在2%以下。因为采用细度模数为2.8:2.3的中砂每立方混凝土可减少水泥用量约30kg,减少水用量20kg—25kg,从而降低混凝土水化热和温差引起的收缩。泵送混凝土时,砂率应控制在38%—45%。

1.5选用优质高效的外加剂

为达到抗裂、防水的目的,在配制混凝土时,一般需要掺人减水剂、缓凝剂、膨胀剂等。外加剂的质量对混凝土的影响非常大,有些膨胀剂与其他外加剂一起使用可能会产生副作用,因此在使用前应经试验确定。

2设计方面

结构设计规范主要解决的是结构的安全问题。但个别设计者未能作全过程(包括施工过程)数理分析。以混凝土收缩裂缝问题为例。一般的设计文件只给出混凝土的强度等级,没有针对结构具体情况对混凝土的收缩量的限制值及收缩量制值相匹配的后浇带设置。特别是某些工程师盲目地相信某些补偿收缩混凝土的作用,不留混凝土后浇带甚至不留形缝,使得裂缝发展得很快。另外,混凝土收缩裂缝与现在设计的板和墙的尺寸越来越大也有关系。混凝土梁、板和墙的尺寸增大。尺寸大,构件总的收缩量大,容易出现混凝土收缩裂缝。

3施工技术控制

(1)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之时洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。混凝土浇捣后,过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

(2)混凝土施工过分振捣,模板、垫层过于干燥。混凝土浇筑振捣后,粗骨料沉落,挤出水分、空气,表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落,造成表面砂浆层,它比下层混凝土有较大的干缩性能,待水分蒸发后,易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之时洒水不够,过于干燥,则模板吸水量大,引起混凝土的塑性收缩,产生裂缝。混凝土浇捣后,过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面,形成含水量很大的水泥浆层,水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙,引起表面体积碳水化收缩,导致混凝土板表面龟裂。

(3)现场养护。现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖、浇水养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝。特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下,干缩更容易发生。有资料表明,当风速为16m/s时,混凝土中的水分蒸发速度为无风时的四倍。一些高层建筑的楼面为什么更容易产生裂缝,就是因为高空中的风速比地面大。

4施工后期商品混凝土的养护

由于商品混凝土流动性较大,容易在早期发生混凝土半和物沉缩裂缝,塑性收缩裂缝,干燥收缩裂缝,温度裂缝等,因此必须加强早期养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇注后应覆盖一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜,过高过低的环境温度以及激剧的温度变化都会引起表面开裂。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。但由于热扩散时间延长,混凝土强度和松弛作用得到充分发挥,使混凝土总温差产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯穿裂缝的产生。浇筑时间不长的混凝土,仍然处于凝结、硬化过程中,水泥水化速度较快,适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。

5裂缝部分处理技术

(1)涂抹:以涂为主,在裂缝表面涂抹新型高分子防水涂料,这种涂料是以合成橡胶或者合成树脂作为成膜材料,效果很好。目前常有聚氨脂,环氧树脂、丙烯酸橡胶、聚酯树脂防水涂料。

(2)封堵:多用于水平面上的裂缝,其宽度大于0.3mm。裂缝较小时,采用低粘度树脂;在干燥自然环境下可采用的材料很多,如高分子涂料,聚合物水泥砂浆及掺有速凝剂的防水砂浆等;在渗漏潮湿环境下必须进行封堵再进行表面处理,封堵用堵漏灵、堵漏王、水不漏等速凝材料;在漏水情况下可采用PBM—7聚合物混凝土封堵。

(3)嵌缝:在裂缝处凿八字形槽,并在槽内嵌填不同材质的密封材料处理。

(4)灌浆:适用于修补较深的裂缝和混凝土内部有空洞、疏散等情况。

(5)增大截面加固法:用同等级混凝土,加大原结构截面,以达到满足承载力的要求。

(6)外包角钢加固法:用角钢镶嵌在四角,并用扁钢将角钢箍紧,以提高结构承载能力。

(7)粘钢加固法:在混凝土表面用结构胶粘贴钢板,以提高混凝土承载力。

(8)增设支点加固法:用增设支点减少结构跨度,达到减少结构受力。

(9)增设剪力墙加固法:结构在地震作用下,其强度与变形不能满足规范要求时,还可以在房屋适当位置增设剪力墙以抵抗地震作用。

(10)外加力加固法:采用外加力或压力、改变原结构的受力状态或减少原结构薄弱处的受力,以提高结构的总体承载能力。

第3篇

关键词：地下空间结构裂缝控制防水新技术

一、前言

钢筋砼结构出现裂缝是不可避免的，在保证结构安全和耐久性的前提下，裂缝是人们可接受的材料特征。近十多年来，随着钢筋砼结构的长大化和复杂化，以及商品砼的大量推广和砼强度等级的提高，结构裂缝出现机率大大增加，有些已危及结构的安全性和耐久性，有的地下工程裂渗已影响其使用功能。建设部对此十分重视，召开多次学术研讨会，工程界各方专家提出许多技术措施，认为控制裂缝是个系统工程。针对地下工程裂渗比较普遍的现象，我国研制许多新型防水材料，建设部提出今后主要开发应用环保型的中、高档防水材料，刚柔结合，全面提高我国防水工程的质量和耐久性。

本人根据长期的科学研究和大量工程实践，提出钢筋砼结构裂缝控制和防水一些新技术，供工程界参考，不妥之处请指正。

二、结构裂缝产生的原因

结构裂缝产生的原因很复杂，根据国内外的调查资料，引起裂缝有两大类原因，一种由外荷载（如静、动荷载）的直接应力和结构次应力引起的裂缝，其机率约20%；一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝，其机率约80%。裂缝发生与材料、设计、施工和维护有关，现作以下分析。

（一）材料缺陷

在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例，从砼的性质来说大概有：

1．干燥收缩

研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小。每100克水泥水化后的化学减缩值为7～9ml，如砼水泥用量为350kg/m3，则形成孔缝体积约25～30L/m3之巨。这是砼抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。研究表明，每100克水泥浆体可蒸发水约6ml，如砼水泥用量为350kg/m3，当砼在干燥条件下，则蒸发水量达21L/m3。毛细孔缝中水逸出产生毛细压力，使砼产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1～0.2%；砼的干缩值为0.04～0.06%。而砼的极限拉伸值只有0.01～0.02%，故易引起干缩裂缝。

2．温差收缩

水泥水化是个放热过程，其水化热为165～250焦尔/克，随砼水泥用量提高，其绝热温升可达50～80℃。研究表明，当砼内外温差10℃时，产生的冷缩值εc=T/α=10/110-5=0.01%，如温差为20～30℃时，其冷缩值为0.02～0.03％，当其大于砼的极限拉伸值时，则引起结构开裂。

3．塑性收缩

砼初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间也产生不均匀的沉缩变形，它发生在砼终凝之前的塑性阶段，故称为塑性收缩。其收缩量可达1％左右。在砼表面上，特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂，宽度达1～2mm，属表面裂缝。水灰比过大，水泥用量大，外加剂保水性差，粗骨料少，振捣不良，环境温度高，表面失水大等都能导致砼塑性收缩而发生表面开裂现象。

4．自生收缩

密封的砼内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起砼的自生收缩。高水灰比的普通砼（OPC）由于毛细孔隙中贮存大量水分，自干燥引起的收缩压力较小，所以自生收缩值较低而不被注意。但是，低水灰比的高性能砼（HPC）则不同，早期强度较高的发展率会使自由水消耗较快，以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC结构致密，外界水泥很难渗入补充，在这种条件下开始产生自干收缩。研究表明，龄期2个月水胶比为0.4的HPC，自干收缩率为0.01%，水胶比为0.3的HPC，自干收缩率为0.02%。HPC的总收缩中干缩和自收缩几乎相等，水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知，HPC的收缩性与OPC完全不同，OPC以干缩为主，而HPC以自干收缩为主。问题的要害是：HPC自收缩过程开始于水化速率处于阶段的头几天，湿度梯度首先引发表面裂缝，随后引发内部微裂缝，若砼变形受到约束，则进一步产生收缩裂缝。这是高标号砼容易开裂的主要原因之一。

5．减水剂的影响

人们发现，自八十年代中期推广商品（泵送）砼以来，结构裂缝普遍增多，这是为什么呢？除了与砼的水泥用量和砂率提高有关外，人们忽视了减水剂引起的负面影响。例如过去干硬性及预制砼的收缩变形约为4～6×10-4，而现在泵送砼收缩变形约为6～8×10－4，使得砼裂缝控制的技术难度大大增加。研究表明，在砼配合比相同情况下，掺入减水剂的坍落度可增加100～150mm，但是它与基准砼的收缩值相比，却增加120～130%（见图1）。所以，在《砼减水剂》规范GB138076-97中规定掺减水剂的砼与基准砼的收缩比≤135%。研究表明，掺入不同类型的减水剂砼的收缩比是不相同的，一般是：木钙减水剂>萘磺酸盐减水剂>三聚氰胺减水剂>氨基磺酸减水剂>聚丙烯酸减水剂。这说明商品砼浇筑的结构开裂机率大与减水剂带来负面影响有关。其机理尚不清楚。

以上是从水泥砼物理化学特性分析其各种收缩现象，早期塑性收缩会导致结构出现表面裂缝，砼进入硬化阶段后，砼水化热使结构产生温差收缩和干燥收缩（包括自干收缩），这是诱发裂缝的主要原因。近十年大量使用商品砼开裂增加，除与单方砼水泥和掺合料用量增加外，减水剂增加砼收缩值变形的负面影响也是一个重要因素。

6．砼后期膨胀出现裂缝，主要是：

（1）水泥中游离CaO过高，Ca(OH)2体积膨胀所致；

（2）水泥中MgO过高，Mg(OH)2体积膨胀所致；

（3）水泥和外加剂碱含量过高，与集料中活性硅等发生碱-集料反应所致；

（4）有害离子Cl-、SO4=、Mg++等侵入砼内部，导致钢筋锈蚀或形成二次钙矾石膨胀破坏所致。

7．结构物在任意内应力作用下，除瞬间弹性变形外，其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。砼拉徐变时对抗裂有利，一般可以提高钢筋砼极限拉伸值50％左右。而砼压徐变很小，一般把收缩变形与徐变变形的计算一并加以考虑。砼收缩经验公式很多，但是，实际工程所处条件变化较多。一般采用如下任意时间砼收缩计算公式。

εy(t)=3.2410-4(1-e-0.01t)M1.M2……Mn

式中M1.M2……Mn－为水泥品种、骨料，水灰比、温度、养护和不同配筋率等修正系数。

其中不同配筋率的修正系数见表1。也即限制收缩与自由收缩之比，随配筋率提高而减小。

表1

配筋率（％）0.000.150.200.250.300.400.50

修正系数M1.000.680.610.550.500.430.40

（二）设计问题

钢筋砼结构是由砼和钢筋共同承担极限状态的承载力，结构设计师根据地基情况，静、动荷载、环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。这里不作讨论。从国内外有关规范可知，对结构变形作用引起的裂缝问题，客观上存在两类学派：

第一类，设计规范规定很灵活，没有验算裂缝的明确规定，设计方法留给设计人员自由处理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的实际处理手法。

第二类，设计规范有明确规定，对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制。对于变形裂缝没有计算规定，只按规范留伸缩缝，即留缝就不裂的设计原则。

大量工程实践证明，留缝与否，并不是决定结构变形开裂与否的唯一条件，留缝不一定不裂，不留缝不一定裂，是否开裂与许多因素有关。我们认为，控制裂缝应该防患于未然，首先尽量预防有害裂缝，重点在防。我国结构工程向长大化、复杂化发展，砼设计强度等级向C40～C60发展，设计师多注重结构安全，而对变形裂缝控制考虑不周，这也是结构裂缝发生增多的原因之一。

（三）施工管理问题

砼配合比设计是否科学合理，水泥与外加剂是否相适应，砂石级配及其含泥量是否符合规范要求，砼坍落度控制是否合理，这些都影响到砼的质量及其收缩变形。

砼浇筑震捣不均匀密实，施工缝和细部处理马虎，会带来结构开裂的后患；过震则使浮浆过厚，抹压又不及时，则砼表面出现塑性裂缝，十分难看。

边墙拆摸板过早（1～3d），砼水化热正处于高峰，内外温差最大；砼易“感冒”开裂。

砼养护十分重要，但许多施工单位忽视这一环节，尤其是墙体和柱梁的保温保湿养护不到位，容易产生收缩裂缝。某些露天构筑物尽管当地湿度很大，但由于吹风影响，加速了砼水分蒸发速度，亦即增加干缩速度，容易引起早期表面裂缝，风速对水分蒸发速度的影响见表2。这也许是夏季比秋冬季，南方比北方出现结构裂缝较多的原因。

从已建工程调查中发现，底板养护较好，出现裂缝概率较低，而底板上外墙裂缝概率很高约占80％，这与保温保湿养护不足有很大关系。

除上述技术因素外，施工管理不严，赶进度，偷工减料，工人素质差，施工马虎等也是造成结构裂缝的人为因素。

（四）对维护缺乏认识

我们发现不少结构是在浇筑完3～6个月，甚至在1～2年内出现裂缝。除荷载问题外，主要是环境温度和风速引起的收缩变形所致。有些地下室不及时复土；上部结构不及时做好封闭；出入口长期敞开，屋面防水层破坏不及时修补等。这些与施工和业主对结构维护缺乏认识有关。钢筋砼结构与其他物件一样都存在“热胀冷缩”的特征，尤其超长结构更为明显，所以，应重视已浇结构的保温保湿维护工作。

三、有害裂缝与无害裂缝

裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的和横向的等等。裂缝形状与结构受力状态有直接关系。裂缝分为愈合、闭合、运动、稳定的及不稳定的等。例如宽度0.1～0.2mm裂缝，开始有些渗漏，水通过裂缝同水泥结合，形成氢氧化钙和C-S-H凝胶，经一段时间裂缝自愈不渗了。有的裂缝在压应力作用下闭合了。有的裂缝在周期性温差和周期性反复荷载作用下产生周期性的扩展和闭合，称为裂缝的运动，但这是稳定的运动。有些裂缝产生不稳定的扩展，视其扩展部位，应考虑加固措施。

根据国内外设计规范及有关试验资料，砼最大裂缝宽度的控制标准大致如下：

无侵蚀介质无防渗要求，0.3～0.4mm。

轻微侵蚀，无防渗要求，0.2～0.3mm。

严重侵蚀，有防渗要求，0.1～0.2mm。

判断裂缝有害还是无害，首先视它是否有害结构安全和耐久性，其次是否影响使用功能（如防水，防潮）。例如地下和水工工程，小于0.1～0.2mm裂缝视为无害裂缝，作简单表面封闭即可，再作柔性防水层就更保险了。楼面裂缝0.3～0.4mm，对结构是安全，视为无害裂缝，可不作处理。对于受力的梁、柱，涉及结构安全，裂缝要妥当处理。

第4篇

关键词：混凝土；裂缝；干缩；收缩；骨料；水灰比；硬化；添加剂

1.引言

大体积混凝土由于水泥凝结硬化过程中释放出大量的水化热，形成较大的内外温差，当温差较大超过25℃时，混凝土内部的温度应力有可能超过混凝土的极限抗拉强度从而产生温度裂缝，同时混凝土降温阶段如果降温过快，由于厚板收缩，又受到强大的摩阻力，可能导致收缩贯穿裂缝。此外，混凝土本身的收缩也可能造成裂缝的产生。因此大体积混凝土存在的主要问题是裂缝的控制。

2.大体积混凝土的概念

目前国内对于大体积混凝土尚无一个明确的定义。我国有的规范认为，当基础边长大于20m，厚度大于1m，体积大于400m3时称大体积混凝土；有的则认为混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大，导致裂缝的混凝土为大体积混凝土。

3.大体积混凝土的主要类型

目前主要根据混凝土的种类和要求的性能进行分类。按照混凝土种类主要分为不含钢筋的素混凝土、含钢筋的钢筋混凝土或掺入钢纤维的钢纤维混凝土；按照要求的性能主要分为干硬性混凝土、低流态混凝土、高流态混凝土和常态混凝土等。

4.大体积混凝土的特点及施工技术要求

大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大，浇注完毕后，由于体积过大，造成混凝土水化热大，温度场梯度大，混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，混凝土产生裂缝的机率较多。

5.大体积混凝土裂缝的主要类型

5.1干缩裂缝

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。

5.2塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细，且长短不一，互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm.从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的边缘。

5.3沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝。特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

5.4温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

6.大体积混凝土裂缝的材料控制技术

6.1水泥的合理选取

优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（1～5d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

6.2骨料的合理选取

选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，这样可以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。

6.3尽可能减少水的用量

水对混凝土具有双重作用，水化反应离不开水的存在，但多余水贮存于混凝土体内，不仅会对混凝土的凝胶体结构和骨料与凝胶体间的界面过度区相的结构发展带来影响，而且一旦这些水分损失后，凝胶体体积会收缩，如果收缩产生的内应力超过界面过度区相的抗力，就有可能在此界面区产生微裂缝，降低混凝土内部抵抗拉应力的能力。再者，大体积混凝土一般强度都不是很高。

7.混凝土凝结硬化过程的控制

宏观上，硬化混凝土在约束条件下，收缩变形会产生弹性拉应力，拉应力的近似值最初可假定为杨氏模量和变形的乘积，当诱导拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土材料就会开裂。但事实上，由于混凝土是一种兼具粘性和延展性（徐变）的复杂相组成的非均质材料，一些应力被徐变松弛所释放，混凝土是否产生裂缝是徐变应力松弛后的残余应力所决定。

8.外加剂与掺合材料的控制

8.1粉煤灰

混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱集料反应，减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显着降低混凝土的早期强度，对抗裂不利。试验表明，当粉煤灰取代率超过20%时，对混凝土早期强度影响较大，对于抗裂尤其不利。

8.2硅粉

（1）抗冻性：微硅粉在经过300～500次快速冻解循环，相对弹性模量隆低10～20%，而普通混凝土通过25～50次循环，相对弹性模量隆低为30～73%.（2）早强性：微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。（3）抗冲磨、控空蚀性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高0.5～2.5倍，抗空蚀能力提高3～16倍。

8.3减水剂

缓凝高效减水剂能够提高混凝土的抗拉强度，并对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的作用。

8.4引气剂

引气剂除了能显着提高混凝土抗冻融循环和抗侵蚀环境的能力外，能显着降低新拌混凝土的泌水，提高混凝土的工作度，降低混凝土的弹性模量，优化混凝土体内微观结构，提高混凝土的抗冻性能。

9.结语

大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种：一是结构型裂缝，由外荷载引起的。二是材料型裂缝，主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。目前控制和解决的重点是温度应力引起的混凝土裂缝。

参考文献：

第5篇

关键词：混凝土施工温度 裂缝 控制

中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：

混凝土是应用最广泛的土木工程材料之一。它是由水泥、颗粒状集料（也称为骨料）、水以及外加剂和矿物掺合料按一定的比例配制而成的一种重要的人工石材，在工程建设中具有相当重要的作用。混凝土因为来源广、生产工艺简单、价格低廉被广泛使用。此外，混凝土还具有其他作为建材的优势，它的抗压强度高、强度等级范围宽、耐久性好使得混凝土不仅可以在土木工程中使用，而且可以运用在造船业、地热工程、机械工业等领域，可见混凝土已经深入到社会生活的各个方面。混凝土并不是一种均匀的材料，而且它的抗拉强度和抗剪强度都比较低,尽管在实际施工中我们采取很多必要措施，但是混凝土的裂缝还是较为普遍，混凝土施工时产生的裂缝可能会导致严重的后果，以下将简要论述混凝土施工中的温度与裂缝控制。

一、混凝土温度裂缝产生的成因

混凝土的优点是抗压强度高、强度等级范围宽、耐久性好，但也存在着抗拉强度和抗剪强度都比较低、易产生裂缝的缺点。混凝土产生裂缝的原因有多种，包括混凝土的脆性、不均匀性，设计结构不合理，原材料不合格或者模板变形等，但最主要的是温度和湿度的变化。温度变化引起的混凝土裂缝非常普遍，因为混凝土的热胀冷缩等性质使得温度裂缝的控制比较难，其裂缝原因一般是：

1、由内外温差过大引起的裂缝。温差过大引起的裂缝一般在表面，混凝土浇筑完成后，其结构在硬化时水泥水化会散发大量的热，混凝土结构的内部温度会因而升高，由于表面的阻挡会导致大量的水化热无法散出，所以内外温差越来越大，内部受热膨胀，后期随着降温的变化受到旧混凝土或基础部分的约束, 使表面的拉应力过高而产生裂缝。内外温差在表面处表现更加明显，因此此类裂缝只能累及表面混凝土的内部结构仍然是完整的。

2、结构温差过大引起的裂缝。混凝土受到外界因素的刺激产生可以贯穿结构内部的裂缝。比如：进行某些施工时有较大范围的混凝土浇筑，这种情况必须采取合理的措施放松或者是取消约束，如果不降低约束，混凝土的降温会产生非均匀温差，这时就会受到来自地基者其他外部结构上的约束，在混凝土内部产生超过混凝土承受能力的拉应力，经过一段时间后降温收缩就会产生裂缝。结构温差引起的裂缝多会分段出现，但是裂缝贯穿较深，会对混凝土的抗冻、抗疲劳等性质产生严重影响。

3、预制的混凝土结构裂缝。对预制构件进行蒸汽养护时，混凝土的热胀冷缩十分显著，如果降温控制设计不好，降温速度过快，混凝土就会受到构件约束，在表面产生较大的拉应力，引起构件在表面或肋部产生裂缝。

二、施工中的控制与预防

混凝土温度裂缝的产生主要由两个来源。进行混凝土施工设计和具体实施时没有明确的方法可以避免，但是经过大量实践经验的总结，我们还是发现在混凝土施工时采取一些相应的技术手段和维护措施，能对常见的温度裂缝起到控制和预防作用。

1、混凝土温度的控制

第一，混凝土升温的热源是水泥的水化热，在进行混凝土配比时尽量选择煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥或复合水泥等的水化热低的水泥，尤其对于大体积结构施工时，更要优先考虑低度水化热的水泥，这是控制混凝土温度最直接、有效的方法。此外，在满足设计强度的前提下要尽量减少水泥的用量，也可以在混凝土当中掺入粉煤灰来减少混凝土的水化热。

第二，合理选择浇筑方案。在选择浇筑方案时要结合工程的实际情况，可以采用分层、分段的浇筑方案，也可以在混凝土中掺入缓凝剂，减缓浇筑速度。这一方法的核心是加速散热，可以减小浇筑层的厚度，在混凝土中埋设水管来加速散热，只要可以加剧水化热的散热速度，就可以减小温差，避免拉应力产生裂缝。

第三，尽量不要在炎热的天气下进行混凝土施工，在气温较高时要采取适当的降温措施，在混凝土的搅拌水里掺入冰屑；对混凝土原料喷水、冷却、降温；运输时加盖防日晒。

第四，拆模时间要严格控制，尽量维持温度的恒定，如果气温急剧下降，要对浇筑表面采取保温措施，防止各种温差过大导致拉应力较大而产生裂缝。

2、改善约束条件

第一，基础不宜过大，对工程建设中的混凝土结构要进行合理分块，这样约束条件就降低了，当温差出现时，混凝土所受的拉应力不致过大引致起伏。工程建设的施工工序要经过严格的安排，合理的施工工序可以避免部分混凝土冷却后出现高差过大或者侧面长期暴露的问题。

第二，严格控制凝土拆模的时间。施工过程中为了提高模版的周转率可能会让混凝土尽早拆模，但是拆模时间必须老虑到气温变化。新浇筑的的混凝土表面在水泥水化热的作用下产生很强的拉应力，混凝土的表面温度高于气温，早期拆除模版会使表面温度骤降，这样表面就会有附加拉应力，加剧了裂缝产生，并且水化热不断散失，混凝土冷却后收缩会使得拉应力加剧。

3、掺入外加料

木质素磺酸钙相对水泥颗粒有更好的分散性，木质素磺酸钙还可以降低水的表面张力，配置混凝土时适量加入木质素磺酸钙，能明显改善混凝土的和易性，减少水凝的使用量，从而降低水化热，此外它还可以增加混凝土的强度，把28d的混凝土强度至少提高10%。

另外，粉煤灰也是很好的混凝土外加剂，在用水量不变的情况下，粉煤灰对混凝土的和易性具有显著的改善作用，所以配置时加入适量的粉煤灰可以节省水、水泥用量，减少水化热，提高混凝土结构强度，控制混凝土温差，防止裂缝产生。

三、结语

混凝土裂缝产生的原因相当复杂，本文着重探讨了温度与裂缝产生的联系，并且提出了一些控制混凝土温度与裂缝的措施。水泥的水化热在温度裂缝的产生中有重要作用，温度裂缝作为混凝土施工中最为普遍和典型的问题，对建筑等的影响巨大，轻则影响到美观，重则影响安全，温度裂缝的研究必须得到我们足够的重视，在混凝土施工时我们要采取科学有效的措施，控制和预防混凝土工程中的温度裂缝，保证工程的安全可靠。

参考文献：

[1]陈代渝.关于混凝土施工温度与裂缝问题的探讨.建材与装饰，2012（16）.

[2]罗建刚，李亚.混凝土施工温度与裂缝预防措施.水科学和工程技术,2012（4）.

[3]马健, 姚德胜.混凝土施工中的温度与裂缝控制.城市建设理论研究（电子版）,2012 (16).

第6篇

摘要:混凝土在施工过程中，温度裂缝是常见质量通病，也是施工人员面临的一项的技术难题。温度裂缝的产生会影响到结构的性能，严重时还会影响到结构的安全使用。为此，本文阐述了混凝土温度裂缝的成因，分析了温度应力相关问题，提出温度裂缝的控制措施，旨在减少温度裂缝的产生，保证混凝土的质量。

关键词:混凝土；温度裂缝；温度应力；控制措施；养护

Abstract: the concrete in the construction process, temperature crack is common quality problems is also facing a construction crew of the technical problems. The cracking of the temperature will influence the structure performance, serious when still can affect the safety of the structure is used. Therefore, this paper expounds the cause of cracking of concrete temperature, analyzes the temperature stress related problems, this paper puts forward the control of the temperature cracks measures aimed at reducing the cracking of the temperature, ensure the quality of concrete.

Keywords: concrete; Temperature crack; Temperature stress; Control measures; maintenance

目前，混凝土依然是工程建设中应用最为广泛的建筑材料。但在混凝土浇筑完后，经常还会发现有很多的裂缝出现，可以说混凝土的裂缝问题一直是其应用中的质量通病。在这些裂缝当中，我们遇到的主要是在施工中出现的裂缝。引起裂缝的原因是多方面的，比如混凝土的脆性和不均匀性、配合比不合理、施工不规范等等，而其中最主要的还是由于温度和湿度的变化，在大体积混凝土中，温度应力及温度控制是影响温度裂缝形成的关键，只有控制这个过程，才能有效的防治有害温度裂缝的出现。所以必须从根本上分析温度裂缝，来保证混凝土的质量。为此，本文对混凝土温度裂缝产生的过程和控制措施进行了阐述。

1 混凝土温度裂缝的成因

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性(安定性),以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。

2 温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30d。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。

根据温度应力引起的原因可分为两类:

1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,轧线基础底板,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。

3 温度裂缝控制措施

为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下:

1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；

2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；

3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热；

4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温；

5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；

6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。

改善约束条件的措施是:

1)合理地分缝分块；

2)避免基础过大起伏；

3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露；

此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此,施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100～200kg/cm2。因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:

1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。

4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。

5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。

6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。

7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。

8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。

4 混凝土的早期养护

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此,混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:

1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。

2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来,最好是用塑料薄膜进行包裹养护,如果进入冬季施工,塑料薄膜上表面还应该加盖保温被。

5 结束语

总之，通过控制温度和改善约束条件，并在材料选择、施工工艺、以及后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，采取相应的技术措施，混凝土温度裂缝还是可以有效控制的。笔者相信，随着工程技术的不断发展，新的施工工艺、新材料的不断出现,一定会有更加先进的温度裂缝控制措施出现。

参考文献

第7篇

关键词：大面积混凝土结构裂缝控制技术

1工程概况

广东奥林匹克体育场是九运会的主会场，设固定观众座位8万席，总建筑面积达14．56万m2，规模巨大，造型新颖，质量标准高，施工难度大，工期短，由广东建工集团总承包施工，本工程(包括场外环境及附属结构)高性能混凝土用量达13万m3。本工程面积巨大的环状结构看台楼层采用现浇混凝土结构，由于其特殊功能要求，花瓣形看台面积达4．25万m。，属超大面积钢筋混凝土结构。看台下各楼层面积分别为：首层3．79万m。，2层2．84万m2，3层1．52万m。，4层1．4万nfl。，5层1．24万m2。看台楼层沿径向设计有6道永久性伸缩缝，其间距超长，约为90m。地下室底板面积近2．5万m。，浇筑混凝土量达1．87万m3，虽然其厚度仅为600mm，但分布其中的众多大承台和底板合在一起浇筑施工，合并后的最大厚度达1．7m，亦属大体积混凝土施工。底板设计有7条后浇带，分为8大块，最大一块面积达4100m。，底板宽约36m，长约120m，底板后浇带间距超长。超长、超大面积及大体积混凝土是本工程结构的重要特色之一，其裂缝控制也就成为工程施工的重点与难点。

2采用高性能混凝土施工技术

本工程混凝土最大输送距离达300m，最大输送高度为60m，为满足泵送混凝土和体育场复杂特殊造型的施工要求，我们大量采用了高性能混凝土施工技术。在体育场北区配置了l台意大利进口的大型现代化搅拌站，产量为90m’／h；南区配置了自动上料和自动称量系统的混凝土搅拌站2座，产量为30~50m3／h。针对本工程的需要，配制高性能混凝土时为了优选原材料和配合比，我们应用“双掺”技术，除提高混凝土的可泵性外，还有意识地预先通过试验确定低收缩率的混凝土配合比，同时减少水泥用量，降低混凝土的水化热和改善其收缩性能。

2．1优选原材料

选用优质的原材料，如底板施工中采用连续级配骨料，增大混凝土的密实度。严格控制混凝土出机和人泵坍落度，随不同施工阶段的设计要求与天气变化情况跟踪调整配合比，详见表1。

2．2采用“双掺技术

在本工程施工中，地下室底板使用KFDN-SP8外加剂，看台楼层等混凝土结构根据具体情况，选用HPM一2高效缓凝减水剂、FE—C2外加剂等，这些高效外加剂具有高减水率和良好的保塑性能。掺外加剂混凝土与基准混凝土的减水效应比较如图1所示。

根据本工程的具体情况，我们分别选用黄埔电厂、广州发电厂等的I级或Ⅱ级粉煤灰，采用粉煤灰这种活性的水硬性材料代替部分水泥，补充泵送混凝土中的细骨料，提高混凝土的抗渗性、耐久性和流动性，并改善其可泵性和降低水化热，从而提高混凝土的后期强度。

2．3配合比选择

混凝土的配合比决定了混凝土的强度、抗渗性、和易性、坍落度、水泥用量、水化热大小、初凝和终凝时间以及混凝土收缩率等性能指标。根据结构的不同特点和设计要求、气候条件，掺人粉煤灰的影响以及施工现场的生产管理状况，采用不同技术指标，由实验室试配确定。

(1)地下室底板施工阶段根据现场条件，对底板混凝土提出以下指标：①坍落度12—14cm；②初凝时间6—8h；③掺加高效减水剂，超量掺加I级粉煤灰，减少水泥用量，降低水化热；④通过试验选定收缩率较小的配合比。为了确保混凝土具有高性能，我们提前对混凝土配合比进行了大量反复多次的试验，取得十几组试配数据，测试了不同配合比混凝土的收缩率及收缩与龄期的关系，并采用钢环试验方法测试混凝土的长期收缩情况。测定混凝土收缩率后，有意识地模拟浇筑一块混凝土试件进行试验，测试其温度变化和收缩率，确定了表2的配合比，其收缩率为0．12％0，且在14d后基本上不再收缩。实践证明，本配合比是成功的，用I级粉煤灰代替部分水泥，大大减少了水泥用量和降低了水化热，在确定了收缩率较小的配比后，据此收缩率确定底板分块的最大长度为45m，相邻块之间混凝土浇筑的时间间隔为14d。

(2)看台楼层选择不同的水泥和多种外加剂进行配合比试验研究，对外加剂的适应性进行对比试验，得出针对不同阶段和不同施工部位的优化配合比。北区采用深圳产FE—C2外加剂掺量为1．6％，黄埔电厂的Ⅱ级粉煤灰掺量为22％，既满足了混凝土的强度要求，又具有良好的可泵性和经济性。南区采用HPM一2高效缓凝减水剂和黄埔电厂的Ⅱ级粉煤灰得出的配合比，即：水泥：混合材：砂：石：水：外加剂=l：0．23：2．17：3．20：0．53：0．016，水泥、砂、石、水、粉煤灰、外加剂用量分别为332，722，1063，176，77，5．28~m3，水胶比0．44％，含砂率40．4％，坍落度145mm，质量密度2370kg／／m3，初凝n,-Jl''''~q5—8h，终凝时间8—10h。

3合理增加施工缝数量以改善约束条件在超大面积现浇底板、看台和楼层中，通过合理增加施工缝数量，降低了约束应力，减少了混凝土收缩，取得良好的效果。

第8篇

关键词：大体积砼承台裂缝控制温度应力施工技术措施

1引言

白果渡嘉陵江大桥是国道212线四川武胜至重庆合川高速公路横跨嘉陵江的一座特大桥，全桥长1433米，主桥为（130+230+130）m预应力砼连续刚构，单箱单室，下部结构为16根24米长Ф230cm的群桩基础，上接大体积分离式承台。单幅承台结构尺寸为18.7mx10.2mx5m，单幅承台砼方量为953.7m3，一次浇注完成。

2简述

2.1温度应力的主要成因：

2.1.1大体积砼在硬化期间，水泥水化后释放大量的热量，使砼中心区域温度升高，而砼表面和边界由于受气温影响温度较低，从而在断面上形成较大的温差，使砼的内部产生压应力，表面产生拉应力（称为内部约束应力）。

2.1.2当砼的水化热发展到3～7d达到温度最高点，由于散热逐渐产生降温产生收缩，且由于水分的散失，使收缩加剧，这种收缩在受到基岩等约束后产生拉应力（称为外部约束应力）。

2.2温度应力在承台砼内的分布如下图所示：

综上所述，在承台大体积砼施工前，必须进行砼的温度变化，应力变化的估算，以确定养护措施、分层厚度、浇筑温度等施工措施，并以此来指导施工。

3C30承台大体积砼砼裂缝控制的施工计算

3.1相关资料：

3.1.1配合比

水泥：粉煤灰：砂子：碎石：水：NNO-Ⅱ减水剂

369：50：677：1148：176：3.66

1：0.136：1.835：3.111：0.48：1%

3.1.2材料：

水泥：腾辉F.032.5级水泥

碎石：草街连续级配碎石（5~31.5mm）

混合中砂：机制砂40%，渠河细砂60%

粉煤灰：硌黄华能电厂Ⅱ级粉煤灰

外加剂：达华NNO-Ⅱ型缓凝减水剂

3.1.3气象资料

相对湿度80~82%；年平均气温17.5~17.6℃，最高气温40.5℃，夏热期（5~9月份）平均气温20℃。

3.1.4采用自动配料机送料，装载机加料，拌和站集中拌和，混凝土泵输送砼至模内。

3.2砼最高水化热温度及3d、7d的水化热绝热温度

C=369kg/m3；粉煤灰32.5水泥：水化热Q7d=257J/kg，Q28d=222J/kg（腾辉水泥厂提供的数据）；c=0.96J/kg.k；ρ=2400kg/m3。

3.2.1砼最高水化热绝热温升

Tmax=CQ/cρ=(366*257)/(0.96*2400)=40.83℃

3.2.23d的绝热温升

T（3）=40.83*(1-e-0.3*3)=24.23℃

ΔT（3）=24.23-0=24.23℃

3.2.37d的绝热温升

T（7）=40.83*(1-e-0.3*7)=35.83℃

ΔT（7）=35.83-24.23=11.6℃

(4)15d的绝热温升

T（15）=40.83*(1-e-0.3*15)=40.38℃

T（15）=40.38-35.83=4.55℃

3.3砼各龄期收缩变形值计算

εy（t）=εy0（1-e-0.01t）*M1*M2*…*M10

查表得：M1=1.10，M2=1.0，M3=1.0，M4=1.21，M5=1.2，M6=1.11(1d)、1.09(3d)、1.0(7d)、0.93(15d)，M7=0.7，M8=1.4，M9=1.0，M10=0.895

则有：M1M2M3M4M5M7M8M9M10

=1.10*1.0*1.0*1.21*1.2*0.7*1.4*1.0*0.895=1.401

3.3.13d收缩变形值

εy（3）=εy0*（1-e-0..03）*1.401*M6

=3.24*10-4*（1-e-0..03）*1.401*1.09=0.146*10-4

3.3.27d收缩变形值

εy（7）=εy0*（1-e-0..07）*1.401*M6

=3.24*10-4*（1-e-0..07）*1.401*1.0=0.307*10-4

3.3.315d收缩变形值

εy（15）=εy0*（1-e-0.15）*1.401*M6

=3.24*10-4*（1-e-0..15）*1.401*0.93=0.588*10-4

3.4砼收缩变形换算成当量温差

3.4.13d

T（y）（3）=-εy（3）/α=(-0.146*10-4)/(1.0*10-5)=-1.46℃

3.4.27d

T（y）（7）=-εy（7）/α=(-0.307*10-4)/(1.0*10-5)=-3.07℃

3.4.315d

T（y）（15）=-εy（15）/α=(-0.588*10-4)/(1.0*10-5)=-5.88℃

3.5各龄期砼模量计算E（t）=Ec*（1-e-0..09t）

3.5.13d龄期

E（3）=3.0*104*（1-e-0..09*3）

=7.1*103N/mm2

3.5.27d龄期

E（7）=3.0*104*（1-e-0..09*7）

=1.40*104N/mm2

3.5.315d龄期

E（15）=3.0*104*（1-e-0..09*15）

=2.22*104N/mm2

3.6砼的温度收缩应力计算

砼强度换算f（n）=f（28）*lgn/lg28，砼抗拉强度ft=0.23*f2/3cu对于C30砼f（28）=15N/mm2

3d龄期:f（3）=f（28）*lg3/lg28=15*lg3/lg28=8.76N/mm2

ft=0.23f2/3(3)=0.23*4.952/3=0.668N/mm2

7d龄期:f（7）=f（28）*lg7/lg28=15*lg7/lg28=8.76N/mm2

ft=0.23f2/3(7)=0.23*8.762/3=0.98N/mm2

由于在七月份浇注承台砼，气温较高，假设入模温度To=30℃，Th=25℃

3.6.13d龄期H（t）=0.57,R=0.35,V=0.15

ΔT=To+2/3T(t)+Ty(t)-Th=30+2/3*24.23+1.46-25=22.61℃

σ=-(7.1*103*10*10-6*22.61*0.57*0.35)/(1-0.15)

=0.377N/mm2＜(0.668/1.15)=0.581N/mm2可

3.6.27d龄期H（t）=0.502,R=0.35,V=0.15

ΔT=30+2/3*35.83+3.07-25=31.96℃

σ=-(1.4*104*10*10-6*31.96*0.502*0.35)/(1-0.15)

=0.93N/mm2＜0.98N/mm2

抗裂安全系数：K=0.98/0.93=1.05<1.15

4裂缝控制的施工技术措施

通过以上分析可知，承台基础在露天养护期间，7d龄期时，抗裂安全系数K值稍小于1.15，此时砼有可能出现裂缝，因此，在设计配合比、砼施工过程及养护期间应采取一定措施，以减小砼表面与内部温差值，使得砼表面与砼内部温差小于25℃，σ/（1.15）＜ft，则可控制裂缝的不出现。采取如下措施：

4.1采用双掺技术，掺入粉煤灰和NNO-II型缓凝减水剂，粉煤灰掺入采用超量代换法，减水剂的缓凝时间15个小时（通过实验室测定结果表明），延缓砼的初凝时间，延缓砼水化热峰值的出现。

4.2通过技术性能比较，石灰岩碎石的线膨胀系数较小，弹模低，极限拉伸值大，据相关资料表明，在相同温差下，温度应力可减小50%，能提高砼的抗拉强度，因此，选用石灰岩碎石作为粗骨料；控制骨料（砂、石）的含泥量，以减小砼的收缩，提高极限拉伸。

4.3严格控制砼的入模温度在30℃左右。选择在傍晚开始浇注承台砼，对粗骨料进行喷水和护盖；施工现场设置遮阳设施，搭设彩条布棚，避免阳光直晒；在水箱中加入冰块，降低拌和水的温度；在基坑内设一大功率的鼓风机进行通风散热。

4.4埋设6层冷却管，每层冷却管配一潜水泵，在第一批开始砼初凝时由专人负责往冷却管内注入凉水降温，冷却水流速应大于15L/min，冷却水采用嘉陵江水，持续养生7天。通过冷却排水，带走砼体内的热量，许多工程实践表明，此方法可使大体积砼体内的温度降低3~4摄氏度。

4.5浇注砼时，采用薄层浇注，控制砼在浇注过程中均匀上升，避免砼拌和物堆积过大高差，砼的分层厚度控制在20~30cm。

4.6设10台插入式振捣器，加强振捣，以期获得密实的砼，提高密实度和抗拉强度，浇注后，及时排除表面积水，进行二次抹面，防止早期收缩裂缝的出现。

4.7砼浇注后，搭设遮阳布棚，避免阳光曝晒承台表面。

4.8砼浇注后，砼表面用土工布覆盖保温，并洒水养生，使砼缓慢降温、缓慢干燥，减少砼内外温差。

4.9砼浇筑后，每2小时量测冷却管出口的水温和砼表面温度，若温差大于20℃时，及时调整养护措施，如加快冷却水的流通速度等措施，以控制温差小于25℃。

5温度监测

承台砼入模温度为30℃～34℃，1.5d后中心温度最高达50℃，温升达20℃，3d后中心温度达57℃～60℃，温升27℃～30℃，经过10～12d降温阶段后，中心温度基本稳定。

承台中心与侧面中心温度的最大温差为10℃，与承台表面的最大温差为17℃左右，因此，在养护阶段必须做好承台表面的保温措施，延缓承台表面的降温速度，减小温差。

第9篇

其实从建筑科学的角度来讲，每一所建筑物都会出现或多或少，或大或小的裂缝问题，因为现在的大多数建筑物都属于混凝土、现浇混凝土、现浇浇钢混凝土等结构。基于原装材料本身固有的物理和化学性质，他们在一定的时间和天气情况下会发生一些物理和化学的变化。所以，也会导致建筑结构会出现裂缝问题，这些问题体现在现浇钢筋混凝建筑物上是非常明显的。

(1)现浇钢筋混凝土楼板温度裂缝和结构裂缝

现浇钢筋混凝土楼板温度裂缝和结构裂缝是两种常见的裂缝形态。现浇钢筋混凝土楼板是指钻孔、模板制立安装、配胶、灌胶、插筋钢筋制作绑扎、浇灌混凝土。从这之中我们可以看到混凝土对于楼板的重要性，但是正是由于混凝土的存在，这种建筑结构也比较容易出现裂缝问题。在建筑结构施工的过程中，由于现浇钢筋混凝土都是在户外施工，所以它受到温差的影响比较大，于是就会出现温差裂缝，温差裂缝不仅出现在施工当中，当建筑物构建好以后也会显现出来。太阳直射东西方向，所以在建筑物的东西方向和楼层顶部由于早晚温差的关系，出现了混凝土人力不可抗拒的热胀冷缩物理变化，裂缝就自然而然的存在了。建筑结构选择现浇钢筋混凝土楼板的一个重要原因就是它的承载能力好，可以节约一些建筑资金，对于消费者来说也降低了购买建筑物的成本，但是由于现浇混凝土在预制的时候绝大多数为孔板，在它改为现浇板后，墙体刚性硬度则相对增大，与之相对应的就是楼板刚性硬度相对减弱，这样就很容易在一些地方出现截面处突变，产生了结构裂缝。

(2)现浇钢筋混凝土楼板的其它裂缝形态

现浇钢筋混凝土除了有温度裂缝和结构裂缝两种最常见的裂缝形态外，还有其他的裂缝形态，这些裂缝形态也颇让人感到头疼。构造裂缝是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂(以下简称PVC)管在混凝土厚度不一的情况下产生的。简而言之就是混凝土在形成构造作用力大小不一的情况下发生了变化导致墙体会出现构造裂缝。与构造裂缝相对应的就是收缩裂缝。风化、热胀、冷缩、压实、失水等因素作用下形成的裂缝叫非构造裂缝，即为收缩裂缝，现浇钢筋混凝土在塑性、硬化、碳水和失水收缩的过程中就很容易形成收缩裂缝。人们通常情况下不太理解构造裂缝和非构造裂缝的收缩裂缝，但是消费者在验收建筑物的时候会注意到一些特别形状的物理裂缝。在楼板的缝隙中间和东西方向的墙角会出现类似于四十五度角的倾斜裂缝。在楼道的中间和PVC的填埋处会出现纵横交错的裂缝。不仅这样，在建筑物中还会发现一些不规则的裂缝，这种裂缝类似于蜘蛛网的形状。

2控制裂缝的分措施

现浇钢筋混凝土之所以会出现以上的裂缝，是由于多种原因所造成的，这其中不仅有无法避免的自然物理现象，也有原材料的问题，当然和施工设计也有着重大的关联，我们要控制裂缝，就要从这些方面去入手分析，寻找解决措施，给予消费者一个良好的建筑物。

(1)控制现浇钢筋混凝土的温度裂缝和结构裂缝

正如前文所说，现浇钢筋混凝土之所以会出现温度裂缝和结构裂缝和热胀冷缩的物理现象有着密切的关联。但是我们依然可以控制温度裂缝和结构裂缝，热胀冷缩和物质的比热容以及质量和体积还有温度存在关系。解决现浇钢筋混凝土的比热容问题是非常简单的，只需要运用好的原材料加上合理的材料配制，调制出比热容比较小的混凝土。根据科学研究的钢筋混凝土比热容配方，接着再根据当地的温度差制造小比热容的钢筋混凝土，就可以缩小温度裂缝差。在进行建筑构造时，要充分认识到墙体和楼板之间的关联性，尽量减少结构裂缝带来的不利影响。在进行建筑时应该选用好的原材料，用电子计算机科学的计算墙体和楼板之间承受力的差值，在施工时，先在施工附近种植绿色植物，减少温差的影响，把裂缝的缝隙控制在一定的标准范围内。所以，通过以上的办法就可以解决大的温度裂缝的结构裂缝问题。

(2)控制现浇钢筋混凝土的其它裂缝问题

对于现浇钢筋混凝土所出现的其它裂缝问题，例如构造裂缝、收缩裂缝、倾斜裂缝、纵横裂缝和不规则裂缝。只有解决和减少这些裂缝，人们才能感觉到建筑物的安全。要解决构造裂缝和收缩裂缝首先要预留一定的后浇带，设置隔热保温措施。“后浇带”是在现浇钢筋混凝土形成物理裂缝时，进行第二次浇灌，达到补充的作用，但是有了隔热保温措施，他们在温差变化不大的情况下下不会产生大面积的收缩裂缝。建筑师和建筑工人在建造建筑物时应该有良好的职业道德，对于施工工艺还要有一个控制措施。在PVC的安装和短钢筋网的铺设过程中要小心翼翼，寻找楼道和墙体以及楼板的最合适处，加强施工技巧的使用，使他们的受力方向保持一个协调性和安全性，这样就可以很好的解决屋面出现的纵横裂缝、倾斜裂缝和不规则裂缝问题。

3总结

第10篇

关键词：混凝土；施工；温度裂缝

1．混凝土施工建设中形成温度裂缝的主要成因

混凝土施工建设中，在发生硬化阶段中会令水泥释放出较多水化热，令其内部温度持续增加，位于表面形成拉应力。倘若环境温度下降会在表面形成拉应力，当大于混凝土抗拉系数时便会形成开裂。较多混凝土其温度在内部呈现出缓慢低水平变化，然而在表面的湿度范围则会显著激烈的波动。倘若不进行有效养护，令混凝土表面不时出现较干或较湿状况，则由于混凝土内部对各类干缩变形的制约，同样会形成混凝土裂缝。由固有特征来讲，混凝土属于一类脆性用料，即其具备的抗拉强度较低，仅仅为抗压强度的约十分之一，倘若在短时间内急剧施加荷载，则混凝土拉伸的极限变形很小。基于骨料具有波动的水灰比以及分布不均的骨料密度，加之其浇筑处理与运输阶段中会发生离析变化，位于同一混凝土之中具备的抗拉强度同样具有不均衡性，因此包含较多薄弱、易形成裂缝且较低抗拉能力的环节部位。施工建设中应用钢筋混凝土，其主要拉应力作用归功于钢筋，而混凝土材料则主要发挥压应力抵御。在结构基础设计环节中，虽然做出了控制产生较小拉应力或目标要求，然而在实际施工阶段中，由于混凝土会由温度最大值逐步冷却直至稳定的应用温度，因而位于其内部会形成较大拉应力。而浇筑混凝土完成后在逐步硬化阶段中，又会由于水泥水化作用形成较多水化热，并位于大体积混凝土中聚集，很难快速散发，进一步令混凝土内部产生快速上升的温度变化，进而令结构外部与内部形成了显著的温差效应、不同水平的热胀冷缩变化，进而在混凝土表面逐步形成了较大拉应力。一旦其高于混凝土抗拉极限标准，便会位于混凝土表面形成裂缝。工程建设混凝土施工实践中，一旦周围环境温度形成了显著波动，或由于发生寒潮气候令混凝土受到了不良影响，也会令其表面形成了快速的温度降低并引发收缩变化，由于受到混凝土内部的抑制作用，表面收缩在约束下便会产生较大拉应力进而引发了裂缝的形成。

2．混凝土施工中形成温度应力的过程分析

依据形成温度应力的具体过程，我们可进行三类阶段的分析。首先在早期阶段，也就是开始进行混凝土浇筑一直到水泥完成放热阶段，通常会持续三十天时间。该阶段具备两类显著特点，首先是水泥放热过程会产生较多水化热，同时混凝土会产生显著快速变化的弹性模量，并位于其内部产生残余应力。第二个时期为中期阶段，也就是完成水泥放热一直到混凝土逐步冷却并降低到稳定温度水平时期，该阶段形成的温度应力来自于冷却的混凝土变化以及环境温度的波动。第三个时期为晚期阶段，也就是待混凝土冷却至稳定温度以后逐步进入运转阶段，其温度应力来自于外界环境温度的波动。依据产生温度应力影响因素，可将其划分为两种，即自生应力与约束应力。前者在混凝土边界不产生约束，倘若混凝土内部呈现出非线性的温度布局，则会基于自身结构间的约束作用形成温度应力。比如，桥梁施工中具有较大尺寸结构及墩身，在混凝土逐步发生冷却阶段中其表面温度会持续降低，而内部则仍旧呈现出较高的温度水平，因而会在在中间形成一定压应力并在表面形成拉应力。混凝土受到来自于外界的制约无法自由变形时，便会引发约束应力，例如护栏或梁箱顶板施工阶段中，便会形成该应力。

3．有效预防控制混凝土温度裂缝

混凝土温度内部变化同其种类、应用体积以及总量密切相关，倘若体积越大、选择具有高级别水化热的水泥材料，应用总量越多，则会位于混凝土内部形成较高的温度，并引发显著温度应力，提升裂缝机率。就大体积施工混凝土，其产生温度应力则密切相关于尺寸结构，在一定标准中，尺寸结构越大，形成的温度应力便越高，进而提升了产生裂缝的可能性。为此我们可由温度控制与约束条件优化等层面入手实施有效的裂缝预防控制。

3.1?基于温度因素实施控制

通过上述分析，我们可改善优化混凝土级配，合理选择低热矿渣或中热硅酸盐材料水泥，干硬性混凝土，降低应用水泥总量。同时可应用二次搅拌预防混凝土水分位于石子与水泥砂浆界面不良积聚，进而提升硬化界面粘结性与致密度，令混凝土持续强化并降低水泥用量、裂缝及水化热的形成。还可合理加入塑化剂或引气剂等混合料控制水泥用量，提升混凝土粘结性、持水及流动力，并提升泵送效率，抑制水化热大量形成。在炎热天气进行混凝土浇筑施工阶段中可适应性降低浇筑总体厚度，采用埋设水管、实施浇筑面散热措施有效进行快速降温，避免大量温度裂缝产生。在寒冷冬季施工建设时，应采取必要的表面混凝土保温处理，预防寒潮冰冷的不良影响，尤其对于薄壁混凝土结构或板状结构更应采取必要的保温防护措施。

3.2?优化约束条件

对大面积混凝土平板结构，可通过分缝措施降低温度应力，避免裂缝形成。在施工阶段中应有效进行工序安排，通过分块实施分层浇筑降低不良约束，令混凝土快速散热。对于完成浇筑混凝土，应快速实施终凝阶段之前的二次振动，令水分与空隙有效排除，进而全面提升混凝土抗拉性与粘聚性，降低内部气孔与断裂并增强其综合抗裂性。另外对于早期的混凝土养护也不容忽视，应确保其始终处于适宜的湿度与温度环境，抑制干缩与冷缩变化，确保水泥顺利水化，符合设计抗裂与强度标准。为抑制表面的快速热扩散，可实施必要的保温措施，令其温差有效缩短，预防形成表面裂缝。浇筑混凝土施工后，应快速采用麻片、湿润草帘保护，定期养护浇水，提升养护时间，令混凝土缓慢完成表面冷却。

4．结语

总之，混凝土施工阶段中引发温度裂缝形成的因素复杂多样，我们只有深入分析、有效控制、科学养护、全面预防，才能抑制温度裂缝大范围产生，进而巩固施工质量，优化施工效果，全面提升施工建设水平。

参考文献：

第11篇

[关键词]水工混凝土 温度裂缝 成因 控制措施

中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0210-01

前言

近代科学研究和大量实践证明，水工混凝土结构中裂缝问题是难以完全避免的，但在一定的范围内是可以接受的。钢筋混凝土规范也明确规定：有些结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。

一、水工混凝土产生温度裂缝的成因分析

1、水泥水化热的影响

水泥在水化过程中要释放出大量的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，混凝土导热性能较差，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失，易产生混凝土内外温差。浇筑初期混凝土的弹性模量和强度都较低，对水泥水化热急剧温升引起的变形约束不大，温度应力自然也小，不会产生温度裂缝。随着混凝土期龄的增长，其弹性模量和强度不断相应不断提高，对混凝土降温收缩变形的约束也越来越强，即产生很大的温度应力，当该温度应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。

2、外界气温湿度变化的影响

水工混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响.混凝土内部的温度的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。混凝土的浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；水工大体积混凝土结构不易散热，其内部温度有时可高达90℃以上，而且持续时间较长，如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度，如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。

3、混凝土收缩变形的影响

混凝土拌合用水80%要蒸发，只有20%的水分是水泥水化所必需的，在混凝土硬化过程中其体积会发生变化，这是因为混凝土内部多余的水分被蒸发，造成混凝土收缩.混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂，引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、于燥收缩和温度收缩等三种.在硬化初期主要是水泥石在水化凝固过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。

二、温度的控制和防止裂缝的措施

1、控制温度措施

为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下：

（1）采用改善骨料级配，用干硬性水工混凝土，掺混合料，采用外加剂等措施以减少水工混凝土中的水泥用量。

（2）拌合水工混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低水工混凝土的浇筑温度。

（3）热天浇筑水工混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

（4）在水工混凝土中埋设水管，通入冷水降温。

（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免水工混凝土表面发生急剧的温度梯度。

（6）施工中长期暴露的水工混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。改善约束条件的措施是：

a合理地分缝分块；如塔里木河流域近期综合治理项目中对混凝土渠道衬砌过程中吸取东岸输水总干渠板块尺寸大引起裂缝的问题，在设计过程中将板块尺寸确定为3 m×4 m左右。在泽普县波斯喀木干渠施工过程中就采用3 ×2 m，施工完成后没有发现裂缝。

b避免基础过大起伏；

c合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；如在喀群引水枢纽水毁工程修复工作过程中，将底部挡土墙基础在达到初凝后及时进行回填，使挡土墙内外温度差别不大，工程竣工已经3年，没有发现较大的温度裂缝。

d如果是大体积水工混凝土，如挡土墙，大型水闸闸基础和闸墩等，可以适当加一些毛石，以便降低水化热。

在水工混凝土的施工中，为了增加经济效益，缩短施工期，提高模板的周转率，往往要求新浇筑的水工混凝土尽早拆模。当水工混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起水工混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在水工混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加拉应力，与水化热应力迭加，再加上水工混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖保温材料，对于防止水工混凝土表面产生过大的拉应力，效果将会显著提高。

加筋对大体积水工混凝土的温度应力影响很小，因为大体积水工混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与水工混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。在水工混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高水工混凝土抗裂性的效果较好。

2、混凝土外加剂的作用

为保证水工混凝土工程质量，防止开裂，提高水工混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。其主要作用为：

（1）水工混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使水工混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使水工混凝土强度降低。这个表面张力理论早在60年代就已被国际上所确认。

（2）水灰比是影响水工混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使水工混凝土用水量减少25%。

（3）水泥用量也是水工混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的水工混凝土在保持水工混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。

（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少水工混凝土泌水，减少沉缩变形。

（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高水工混凝土抗裂性能。

（6）水工混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于水工混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的水工混凝土抗拉强度，大幅提高水工混凝土的抗裂性能。

（7）掺加外加剂可使水工混凝土密实性好，可有效地提高水工混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

（8）掺减水防裂剂后水工混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

结束语

总之，虽然水工大体积混凝土很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明，只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，还是完全可以避免危害结构裂缝的产生。

参考文献

[1] 黄荫光，劳其烙. 水工混凝土的常见病害及预防对策[J]. 广东科技. 2007（09）

[2] 赵艳平. 浅谈对水工混凝土部分施工问题的分析与解决措施[J]. 黑龙江科技信息. 2009（34）

第12篇

关键词：混凝土；温度应力；裂缝；控制

1 裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 应力的分析

（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

3 根据温度应力引起的原因可分为两类：

（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

4 温度的控制和防止裂缝的措施

（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。

（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

5 使用外加剂也是减少开裂的措施之一

（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。

（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。

（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。

（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。

（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

6 混凝土的早期养护

从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

（1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。

（2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

第13篇

关键字：温度裂缝；混凝土；导热性能

一 影响大体积混凝土温度裂缝产生的原因

1.1 水泥水化热

大体积混凝土内部热量主要是从水泥水化过程中产生的，由于大体积混凝土截面厚度较大，因此水化热聚集在结构内不易释放出来，将会引起急骤升温。混凝土单位体积内的水泥的用量和水泥的品种是引起水泥水化热的绝热温升的重要因素，随着混凝土的龄期按指数关系增长，最终绝热温升的时间一般在10d左右，但是由于结构自然散热的原因，实际上混凝土内部的最高温度大多发生在混凝土浇筑后的3～5d左右。

1.2 混凝土的导热性能

热量在混凝土内传递的能力反映在其导热性能上。热量传递率越大，说明混凝土的导热系数越大，并与外界交换的效率也会越高，使得混凝土内最高温升降低，同时也降低了混凝土的内外温差。如果混凝土的导热性能较差时，在浇筑初期，混凝土的弹性量和强度都不高，对水化热急骤温升而引起的变形约束较小，温度应力不大。随着混凝土龄期的慢慢增长，弹性模量和强度都相应的提高，对混凝土降温收缩变形的约束也越来越强，此时就会产生温度应力，一旦混凝土的抗拉强度不能抵抗该温度应力时，就会产生温度裂缝。

1.3 外界气温变化

在大体积混凝土结构施工中，大体积混凝土开裂与外界气温的变化有着密切的联系。浇筑温度是从混凝土内部温度而来的（即混凝土的入模温度，它是混凝土水化热温升的基础，可以预见，混凝土的入模温度越高，它的热峰值也必然越高。工程实践中在高温季节浇筑大体积常采用骨料预冷，加冰拌和等措施来降低浇筑温度，控制混凝土最高温升，原因在此）、水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和。当外界温度升高时，混凝土的浇筑温度也会升高；如果外界温度降低，将会增加混凝土的降温幅度，尤其是在外界气温急降时，将会增加外层混凝土和内部混凝土的梯度，这将会对大体积混凝土造成非常大的影响。

1.4 混凝土的收缩变形

混凝土中的水分一般包括：化学结合水、物理-化学结合水以及物理力学结合水。其中大部分的的水分需要蒸发掉，水泥硬化只需一小部分水分。大体积混凝土在水泥水化的过程中，多余的水分蒸发将会引起混凝土体积变形，大部分属于收缩变形，一小部分为膨胀变形，这跟所采用的胶凝材料的性质有关。引起混凝土体积收缩的一个重要原因就是多余水分的蒸发。这种干燥收缩变形不受约束条件的影响，如果存在约束，那么产生收缩应力即可引起硅的开裂，而且还会随龄期的增加而发展。

二 对大体积混凝土温度裂缝控制的一些措施

2.1 控制混凝土的温升

在大体积混凝土结构降温阶段，由于降温和水分蒸发等种因素的影响而产生收缩，另外由于存在约束不能自由变形而产生温度应力。因此，控制水泥水化热引起的温升，也就降低了降温温差，这将对减小温度应力、防止产生温度裂缝能起到非常重要的作用。为了可以控制大体积混凝土结构因水泥水化热而产生的温升，需采取以下的施工措施：

（l）选用中低热的水泥品种；（2）掺加外加剂；（3）粗骨料应达到最佳的最大粒径；（4）控制混凝土的出机温度和浇筑温度。

2.2 加强混凝土的保温和养护

刚浇筑的混凝土由于强度较低，抵抗变形的能力小等，一旦遇到较差的温湿条件，其表面较易发生有害的冷缩和干缩裂缝。而保湿的主要目的是降低混凝土表面与内部温度差及表面混凝土温度的梯度，防止表面裂缝的产生。不论在常温还是负温下进行施工，混凝土的表面都需覆盖保温层。常温保湿层可以对混凝土表面因受大气温度变化或雨水袭击的温度影响起到缓冲作用；而负温保温层则根据工程项目地点、气温以及控制混凝土内外温差等条件进行设计。但负温保温层一定要设置不透风材料覆盖层，要不然效果将不理想。保温层还具有保湿的作用，如果换成湿砂层，湿锯末层或积水保湿效果尤为突出，保湿可以提高混凝土的表面抗裂能力。

2.3 减少混凝土的收缩、提高混凝土的极限拉伸值

混凝土的收缩值和极限拉伸值，不仅跟水泥用量、骨料品种和级配、水灰比、骨料含泥量等有关，而且与施工质量和施工工艺有着密切联系。在浇筑后的混凝土进行二次振捣，还可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，为使混凝土与钢筋的握裹力提高，防止因混凝土沉落而产生裂缝，需减小内部微裂，增加混凝土密实度，将混凝土的抗压强度提高10%-20%左右，从而提高抗裂性。

为了使混凝土质量进一步提高，可采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺。这样能可以防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中，使硬化后的界面粘结加强以及过渡层结构致密，这将使混凝土的强度提高10%左右，还可以提高混凝土的抗拉强度以及极限拉伸值。

2.4 加强混凝土的施工监测工作

大体积混凝土施工的一个重要环节就是温度控制，它可以有效地控制温度裂缝的产生。在大体积混凝土的凝结硬化过程中，加强施工监测，可及时掌握大体积混凝土不同深度温度场升降的变化规律，随时监测混凝土内部的温度情况，以便更好地采取相应的施工技术措施，保证混凝土不产生过大的温度应力，避免温度裂缝的产生。

为了监测混凝土内部的温度，可在混凝土内部不同部位埋设铜热传感器，并用混凝土温度测定记录仪进行施工全过程的跟踪监测，确保做到全面、及时、均匀地控制大体积混凝土的温度情况。

三 总结

大体积混凝土结构温度裂缝控制是一个系统的工程，要根据工程中的实际情况进行控制，切不可盲目地严格要求而带来大量的浪费，必须结合实际选择相应的控制方法，才能达到良好的效果。对于大体积混凝土工程，我们还需要不断地总结经验，采用新的施工工艺，让目的和手段能有机的结合，来解决实际工程中应有的问题。

参考文献

第14篇

关键词重力式支挡结构；评估体系；影响因素；评估技术；

中图分类号：TU457文献标识码：A

1概述

重力式支挡结构被广泛应用于铁路及公路支挡结构设计中[1]。既有铁路运营过程中，在线路提速或轴重加大后，作用在路基面上的动应力将大幅增加[2]。既有线路经过一定运营期后，重力式支挡结构工作环境也随之发生变化。既有重力式支挡结构如何保证运营的安全，这是工程技术人员最为关心的问题。目前，我国在重力式支挡结构安全评估方面的研究较少，特别需要加强此领域的研究工作。重力式支挡结构安全评估，是在一定的评估体系下，对其安全影响因素进行全面分析，确定评估单元，再应用各种安全评估方法对其安全状况进行评判，并据此提出维护和加强的措施。

2重力式支挡结构安全评估体系

2.1重力式支挡结构安全评估体系的目标

建立重力式支挡结构安全评估体系，是重力式支挡结构安全评估时的理论依据。其目标

是对铁路、公路等交通工程系统安全性、可靠性、可用性、可维护性的各种指标进行评估，以达到最低事故率、最少损失、最少维护率及最优投资效益。

2.2重力式支挡结构安全评估体系的构成

重力式支挡结构安全评估体系主要由安全预评估、设计审核安全评估、施工安全评估、验收安全评估、安全现状定期安全评估（直至超出正常使用年限）五项内容构成[3]。安全预评估主要在系统可行性研究时进行，可指导后续系统设计及施工。设计审核安全评估及施工安全评估是结构是否能够达到正常使用年限的关键。在设计时应综合考虑设计的经济性及合理性，在施工时应严格要求施工质量及施工安全。验收安全评估是通过试运行阶段分析结构使用时潜在的风险，并确定其危险程度及可能出现的后果，提出预防措施。安全现状定期安全评估，即采用各种安全评估技术相结合，综合评估重力式支挡结构的安全状况，是其生命周期内所有评估工作的重点。

2.3重力式支挡结构安全评估单元

根据分析重力式支挡结构安全影响因素及其破坏时可能出现的症状，可从以下几方面着手确定其评估单元：(1)从受力角度，包括动应力的变化对稳定性的影响；不同计算方法对稳定性的影响；不同荷载方式对稳定性的影响。(2)从变形角度，包括墙身是否有裂缝；墙后土体是否开裂；墙后土体是否有不均匀下沉。(3)从墙型结构及材料角度，包括材料是否风化；砂浆、混凝土是否老化；墙型尺寸是否满足设计要求。(4)从水文地质角度，包括泄水孔是否堵塞；墙体地基是否发生变化。

2.4重力式支挡结构安全评估步骤

重力式支挡结构进行安全评估时，可遵循以下七个步骤：准备工作、安全影响因素分析、确定评估单元、安全评估实施、安全对策制定、评估结论及建议、编写安全评估报告[3]。

3重力式支挡结构的安全影响因素

在设计计算过程中，特别是土压力的计算理论、计算参数的取值、材料、施工、动应力、地震力等方面，对重力式支挡结构安全性均有较大影响。同时，既有支挡结构安全性还受其工作环境变化的影响，如水文及工程地质条件的变化等，在进行安全评估时要进行全面分析。

3.1不同土压力计算理论的影响

目前设计中大多采用库伦公式计算土压力，也有时采用弹性理论。库仑理论及弹性理论的计算假设条件不同，计算所得墙后土压力大小、分布规律及作用点位置均有较大差别。由库伦理论计算所得的墙后土压力分布形式为一折线，而由弹性理论计算所得的墙后土压力分布形式为一凸曲线，中上部偏大，底部偏小。在评估时应对由于不同的计算方法对计算结果的影响进行分析。

3.2提速或轴重增加引起动应力增大的影响

传统普通铁路路基设计均采用换算土柱法，将静荷载和动荷载一并简化为静荷载。但随着既有线提速或轴重增加后，列车动荷载作用明显加强，导致基床范围内重力式支挡结构土压力与传统库仑理论计算所得结果相比有明显差异，特别是当支挡结构较矮(2m~4m)时[4]。因此需要对由于动应力发生变化对支挡结构稳定性的影响进行评估。

3.3使用环境变化的影响

重力式支挡结构经历一定的运营期后，排水设施失效或者排水不利时，可能引起土体重度明显增加，粘聚力c、内摩擦角φ、墙背摩擦角δ均不同程度减小。雨水的入渗还可能发生基底软化现象，导致基底承载能力急剧下降。在经历一定时间的运营期后，墙体材料耐久性也会发生明显变化，特别是墙背。这些因素对重力式支挡结构的安全影响至关重要，需特别加以重视。

3.4不同墙型的影响

重力式支挡结构传统使用墙型一般为墙胸墙背坡度相同。但现在使用较多的改进后墙型是将上墙背坡度放陡，增设倾斜基底。使用传统墙型的重力式支挡结构随着既有线提速，可能造成路基受力不均。不同墙型的计算截面面积也有所不同。同时，改进后的墙型由于增设倾斜基底，故抗滑能力有较大提高[5]。但是采用增强措施的墙型虽然安全系数得以提高，但其安全可靠度不一定相应提高。

4重力式支挡结构安全评估方法

重力式支挡结构安全评估方法有很多种，包括非确定性分析方法、定性分析方法、定量分析方法、模型试验分析方法及现场检测分析方法。各种分析方法特点及使用范围不尽相同。

4.1非确定性分析方法

4.1.1可靠度分析方法

可靠度分析方法，通过考虑重力式支挡结构设计中随机变量（重度γ、综合内摩擦角φ0、墙背摩擦角δ、基底承载力σ）的变异性，计算结构功能函数的不同功能函数值，进而确定结构的失效概率及可靠指标，给出相应安全评估结论。

其中，重力式支挡结构抗滑稳定极限状态方程的功能函数：

(1)

重力式支挡结构抗倾覆稳定极限状态方程的功能函数：

(2)

可靠度指标：（3）

式(3)中，mR：结构抗力的均值；mS：荷载效应的均值；σR：结构抗力的标准差；σs：荷载效应的标准差。

4.1.2模糊综合评估方法

模糊集论首先由美国控制论专家查德(L.A.Zadeh)于1965年提出。模糊综合评估方法借助模糊集论为基础，应用模糊关系合成原理，先将重力式支挡结构本身及填土等一些不易确定或无法具体量化的参数模糊化，然后再进行综合评估。

1.确定重力式支挡结构安全影响因素集[A]及影响因素得分{RA}

提速或轴重增加引起动应力增大的影响A1；使用环境变化的影响A2；墙型不同的影响A3；地震作用的影响A4；设计标准及施工质量A5；现场检查情况（裂缝、地下水、墙体风化情况等）A6。

(4)

其中，Aij为第i影响因素与第j项影响因素的相对重要性得分，可采用“九度法”。

各项的权重分别为，其中。

各影响因素最后得分。

确定重力式支挡结构不同安全等级对正常营运的影响集[B]及得分{RB}

将重力式支挡结构安全等级分为优、良、中、差，分别用B1、B2、B3、B4表示。

(5)

同理，Bij为第i影响因素与第j项影响因素的相对重要性得分，也可采用“九度法”。

各项的权重分别为，其中。

各安全等级最后得分。

重力式支挡结构安全评估所得安全等级

（6）

根据最终R值的大小，参考相应的换算标准，即可得出重力式支挡结构的安全评估等级。

4.1.3专家评估方法

专家评估方法[6]，采用匿名函询的方式，通过一系列简明的调查征询表邀请专家对待评估结构进行打分，并通过有控制的反馈，取得尽可能一致的意见，对结构现状作出相应评估，对未来做出相应的预测。

4.2定性分析方法

工程类比方法是定性分析技术的典型应用[7]。首先，尽量找一与待评估的重力式支挡结构使用环境类似，并已安全使用超过其使用年限的同类型重力式支挡结构。再分析两者可能的破坏机制的相似性及差异性，并结合两者的安全等级，综合确定其安全状态。

4.3定量分析方法

主要包括极限平衡法及有限元法[7]。广泛应用于岩土工程界的GEO-SLOPE（边坡稳定分析软件）便是基于极限平衡原理，将重力式支挡结构及后方岩（土）体均视为刚体，不考虑本身的应力应变关系，将结构后方潜在滑动面内的岩（土）体划分为多个小块体，通过各块体的平衡条件建立整个体系的平衡方程，导出重力式支挡结构的安全系数。

有限元法先将重力式支挡结构用有限个容易分析的单元代替，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调来综合求解其位移、应力、应变、内力等，综合分析其所处安全状态。有限元法可以用来求解弹性、弹塑性、粘弹塑性、粘塑性等问题，常用的计算分析软件有ANSYS、FLAC、ABAQUS、SAP等。

4.4模型试验方法

由于重力式支挡结构尺寸较大，故实尺模型试验既耗时又不经济，一般对其进行离心模型试验。把按1/n比例缩放后的模型放在以ng离心加速度运转的离心机中进行试验，模拟现场实际受力，通过测试其应力及变形破坏情况，对其作出安全评估结论。

4.5现场试验方法

现场试验方法主要包括裂缝观测、排水设施检查、荷载试验、位移时间曲线监测、地基土软化情况检测等。其中现场裂缝观测、排水设施检查比较直观，容易实现，且效果比较精准。在雨季时对重力式支挡结构做位移时间监测试验，可以有效减少突然破坏情况的发生。

5可靠度分析方法在重力式支挡结构安全评估中的应用

利用可靠度分析方法，结合蒙特卡洛原理对某单线I级铁路既有重力式支挡结构进行安全评估。

5.1计算条件

以单线I级次重型铁路为例。支挡结构型式取重力式路肩墙，墙胸墙背均取1：0.25的仰斜。列车荷载分布宽度：l0=3.5m；换算土柱高度：h0=3.2m。换算土柱距路基边缘距离：k0=1.95m。填土按砂性土考虑，取内摩擦角φ=350，基底摩擦系数f=0.3；土体重度γ=19KN/m3；土与墙背的摩擦角δ=φ/2，即17.50；基底容许承载力取σ=300kPa。

5.2可靠指标计算结果分析

在该计算条件下，该结构抗滑可靠指标在2.26~2.86之间变化，其相应失效概率为9.1‰~2.5‰。该结构抗倾覆可靠指标在2.85~3.29之间变化，其相应失效概率为2.5‰~2.0‰。各项指标均符合相关要求，故可将该结构安全状况评估为良好。

在传统的安全系数法计算过程中，尽管重力式支挡结构的墙高在4m~10m间变化时，其抗滑稳定系数均在1.30~1.35之间变化，其抗倾覆稳定系数均在1.66~1.80之间变化。但其抗滑动和抗倾覆可靠指标均随着墙高的增加而变大，其基底承载力可靠指标则随着墙高的增加而减小。

通过引进可靠度原理对重力式支挡结构进行设计及安全评估，相比传统的安全系数法，能更直观并准确地反应结构的安全储备情况。

6结语

本文初步建立了重力式支挡结构安全评估的体系，对影响重力式支挡结构安全的主要影响因素进行了详细分析，研究探讨了多种重力式支挡结构安全评估方法。重点介绍了由多安全影响因素控制的可靠度分析方法及模糊综合评估方法在重力式支挡结构安全评估中的应用，其避免了由单个控制因素而得结论的片面性及误差性。

参考文献

[1] 李海光. 新型支挡结构设计与工程实例[M]. 北京：人民交通出版社，2004:1

[2] 韩自立，张千里. 既有线提速路基动应力分析[J]. 中国铁道科学，2005，9

[3] 光. 高速铁路系统生命周期内安全评估体系的研究[J]. 铁道学报，2007，4

[4] 罗一农，刘会娟，苏谦. 动应力对支挡结构安全性影响的分析[A]. 铁路客运专线建设技术交流会论文集， 铁路客运专线建设技术交流会， 武汉，2005

[5]郝瀛. 铁道工程[M]. 北京：中国铁道出版社，2005：227

[6] 李昌铸. 特尔斐专家评估法在公路桥梁评价中的应用[J]. 公路学报，1992，2

第15篇

文学本质观的终结

首先，德里达所坚持的文学观，是一种解构主义的文学观，他认为，不存在一种本质论的文学，文学并不是像西方传统的逻各斯中心主义所认为的那样，是对真理、现实、情感等的模仿或者再现。事实上，文学是一种奇怪的历史建制，“有自己的惯例、规则，等等，但这种虚构的建制还给予原则上讲述一切的权力，允许摆脱规则、置换规则，因而去制定、创造、甚而去怀疑自然与只读、自然与传统法、自然与历史之间的传统的差别”［1］(pp.4－5)。文学具有内在的规定性，而这种内在规定性体现出的是一种被授予的“讲述一切的权力”。德里达认为，这种权力的授予通过“法”所赋予。在不同的文化中，更具体地说，在欧洲的不同历史阶段，对于文学的这种建构体系的不同的“法”的限定作用，使得作品，无论是文学，还是非文学的，具备了存在和实体。同时，“只有在法管制作品产权、主体身份、署名的价值以及创作、制作、复制的区别等问题的法的一定阶段中，它才变成‘文学’。粗略的讲，这种法是从17世纪末到19世纪初才在欧洲逐步建立起来的”［1］(p.148)。在这里，法与文学是一种相辅相成的关系，由此，德里达认为，(没)有法就(没)有文学。可以说，德里达是将“文学”的这种观念放在了历史语境之中，对其产生的条件，也就是他所认为的“何以成为文学”的问题做出了回答。也正是因为“文学”并不存在超越其历史条件和社会语境的本质性规定，因此，文学作品与非文学作品之间的界限事实上并不是明晰的、不可动摇的。故而，德里达更倾向于“文本”的概念。在他看来，并不是所有的文本都是文学，但文学一定是文本。与此同时，“没有任何文本实质上是属于文学的。文学性不是一种自然本质，不是文本的内在物。它是对于文本的一种意向关系的相关物。这种意向关系作为一种成分或意向的层面而自成一体，是对于传统的或制度的———总之是社会性法则的比较含蓄的意识”［1］(p.11)。文学性也就指向了一种文本间的意向性关系。文本与文本之间进行了一种不断重复、折叠的游戏过程，而对文本的阅读，或者说，之所以认为这个文本具有文学性，则很大程度上依赖于这种文本之间的意向性的指向，所体现出的社会性法则的意义。在这个意义上，形式与内容的区分本身已经没有意义，因为文本本身处于不断延宕和补充之中，后一个文本则是从不同的角度和不同的元素对前一个(或多个)文本的模仿，差异性并不在于文本本身的独创性，而在于其所在文本的网络中的位置。也正是在这个意义上和这种情况之下，德里达在分析马拉美的哑剧时，着力分析了“处女膜”这个词，以强调其所处的中间性位置和包容与打破的界限。由此，对文学作品的传统阅读，也成了问题。之前的读者进入一个文学作品的时候，都有着一种试图发现某种指向性的、存在于某处的东西，也就是“超验的阅读”，但是，在解构主义的文学观中，对超验阅读的抵抗成为了新的阅读策略。当文本的意义处于变动不居的延宕状态下，不断等待着新的补充的出现，从而填补缺席的“空白”之处的时候，读者事实上成为了意义(仅仅是一种理解上的解读)的生产者和散播者。因此，德里达认为:“如果你进而去分析一部文学作品的全部要素，你将永远看不到文学本身，只有一些它分享或借用的特点，是你在别处。在其他的文本中也能找到的，不管是语言问题也好，意义或对象(‘主观’或‘客观的’)也好。甚至允许一个社会群体就一种现象的文学地位问题达成一直的惯例，也仍然是靠不住的、不稳定的，动辄就要加以修订”［1］(p.39)。文本的差异性，或者说那个不在场的他者构成了文本的开裂之处，意义的生产之地。缝隙的产生并不是文本本身所造成的，而是根据你所看到的文本，以及在场文本与不在场的文本之间的差异性关系。也正是因为这样一种流动性的文学本质观，使得从某种程度上，文本的建制成为一种必要，因为它所确立的一种规则性的“法”，为下一步的解构提供了可能。正如德里达在讨论符号概念时指出的一样，“既然这些概念对我们目前动摇包括这些概念在内的那笔遗产必不可少，我们就不要轻易抛弃这些概念。在此范围内，由于我们要通过迂回的、始终危险的行动，不断冒重蹈它所解构的东西的覆辙的危险，我们应该对这些评论的概念进行仔细而全面的阐述，要指出其有效性的条件、中介和限度，严格确定它们与它们所解构的机体的附属关系，同时表明那难以名状的一丝光芒所透过的裂缝”［1］(p.16)。这种迂回的、始终危险的策略，甚至可以说，是不断游走在随时可能蹈其覆辙的游戏，在德里达那里，成为一种带来责任的“双重约束”，不断出现在他的思想之中［2］(p.9)。由此，文学的终结成为了新的可能性的成长之地，甚至在本质的解构看来，“假定有称作文学的这种东西的这种似非而是的结构体，那么，它的开始便是它的终结，它始由于它本身的设制性的某种关系，这就是它的脆弱性、它的缺乏独特性、缺乏客体。它的起源问题直接就是它的终结问题”［1］(p.9)。“法”使得文学得以成为“文学”，但同时，因为这种“法”的存在，使得文学不再是它自身所设定的那种超越了“法”的文学，而是一种文本间的流动，这便成为了文学终结的破裂之处。

“书”的终结

在德里达看来，文学的终结还伴随西方传统中的“书”的观念的终结，同时也是一种线性模式的终结。德里达在其著作中多处都提到了“书”的观念。他认为，“书”不仅仅是一种封闭的实际对象，更重要的是一种与逻各斯语音中心主义密切关联的观念。从柏拉图开始，书写就被分为了灵魂的、内在的、良心的书写，并和肉体的、外在的、激情的书写相对立。前者与语音联系在一起，后者则与现实的文字联系在一起，前者是神性的，后者是世俗的。而到了中世纪，这种好的文字则被认为是“上帝之书”，是那本我们只可以膜拜和从内心无限接近的真理之书，而坏的文字则是非自然的、镌刻在人性之上的人类铭刻。在卢梭时代，这本书则成为了“自然之书”———“因此，文字(writing)有好坏之分:好的自然的文字是内心和灵魂深处的神圣铭文;堕落的人工文字则是被放逐于肉体的外在性中的技巧”［1］(p.23)。而这种好与坏的区分就在于，好的文字(书写)实际上是难以达到的，也就是柏拉图意义上的不能书写的言说，文字是遗忘的力量，是对于将声音和意义结合起来的统一体———语音的僭越。没有文字时，逻各斯就存在于语音自身之中，而文字作为语音的再现，“符号的符号”，使得逻各斯离开了自身。由此，西方传统中始终希望能够透过文字这个中介去认识另外的那种书写，那本无以言说、难以书写的自然的、上帝的大书。在这个意义上，“书”就超越了实体，而成为了一种隐喻:“这种书本观念就是能指的有限或无限总体(Totality)的观念。只有当先于能指而存在的所指构成的总体监视着它的铭文和符号，并且在其理想性方面独立于它时，能指的总体才会成为总体。不断指称着自然总体的这种书本观念与文字的意义(TheSenseofWriting)大异其趣。它是对神学的百科全书式的保护，是防止逻各斯中心主义遭到文学的瓦解，防止它受到其格言式的力量的破坏，防止它受到一般差别的破坏(我们以后将进一步说明)。如果我们将文本(Text)与书本区别开来，我们可以说，就像现在各个领域所出现的那样，书本的拆毁意味着剥去文本的外衣。这种必要的暴力是对一种不必要的暴力的回应”［1］(p.125)。因此，可以看到，宣告“书”的终结，也就是一种对于逻各斯语音中心主义的解构，从而将文本从“书本”的观念中解放出来，从而使得文本得以在不稳定的、没有中心的、边缘化的网络中流动。

正因为对于文本及文本间的差异性和流动性的强调，使得德里达指向了对另一种逻各斯中心主义的模式，即线性模式的批判。正因为书写被分为了好坏，而预设了一个大写的“书”的存在，使得一切的书写都必须按照逻各斯的时间序列来进行。文字的线性化在索绪尔那里就体现为“能指的线性”。这种音位主义的时间观，即时间具有线性的相继性，从而被视为“连续性”的。而表音文字就根植于这种连续性的时间观当中。与此同时，这种线性模式已经渗透到了整体西方传统观念中，“事实上，长期以来它的可能性一直与经济的可能性、技术的可能性和意识形态的可能性在结构上紧密联系在一起。这种密切相关性出现在文人阶层或支配文牍的阶层对意识形态结构进行词典化、大写字母化、固定化和等级化的过程中”［1］(p.127)。线性模式已经成了一种普遍性的存在，也正是在这个意义上，德里达进一步论述道:“线性文字的终结就是书本的终结”［1］)(p.128)。而促使这种终结发生的原因之一，是20世纪的现代主义文学提供了一种无法用线性模式解释的新的模式。非线性书写方式改变了作品的内在结构和阅读结构，同时也使得传统的线性阅读成为问题。而另一方面的原因，则来自于技术。德里达特别提到了控制论思想，在他看来，控制论意义上的“程序”的概念，实际上是一种痕迹的可能性的问题，而痕迹是延长和保留的双重运动的统一性。痕迹在延长和保留中运动，也就是在在场和不在场之间摇摆，明确的、单向性的“意向性”不再成为认识的有效途径。而痕迹在技术中不断地得到了“外化”，在这里的技术，也就是从所谓的“本能”行为的基本程序开始直至电子卡片索引和浏览器的构造，它们为痕迹扩大分延和储存提供了现实条件。而在这个现实条件的保证下，德里达认为:“我们现在通过与其它文化的参照，借助某种交流技术的发展所达到的正是一些不再需要‘书’的书写、交流、传播模式”［2］(p.8)。可以说，德里达从对文学本质主义的消解、书的观念，以及线性模式的终结方面对于“文学”，那种西方传统的、本质主义的、作为意指性表征和线性书写方式的文学观念宣告了终结。但是，“终结”作为一种危机的宣告，是否还蕴含着关于未来的可能性呢?德里达的答案是肯定的，他也预感到了新的技术对于“文学”的变革性力量，但是他并没有对此进行更为深入的论述。

印刷的终结:时代的深渊